V型橡胶带式CVT刚性联接发动机曲轴轴系的扭振分析

摘要

CVT因其具有灵活的变速特性，常被运用在汽车和摩托车的变速机构中。汽车中采用CVT结构常常在曲轴与CVT之间设置一个离合器或者液力耦合器，然而在有些场合由于结构或者成本的限制，不允许离合器或者液力耦合器的存在，如摩托车或UTV等单缸发动机中常常将CVT刚性联接在曲轴的末端。现因结构的限制，要求在四缸发动机中采用曲轴刚性联接CVT结构，然而由于四缸发动机曲轴扭振是引起发动机故障的重要原因之一，故本文将通过研究CVT刚性联接曲轴的扭振参数来分析其可行性。
　　本研究主要内容包括：①为了快速的了解CVT刚性联接在四缸发动机曲轴上对曲轴扭振的影响，对四缸离合式CVT曲轴和四缸刚性联接式CVT曲轴进行了有限元扭振模态计算，对比发现四缸刚性联接式 CVT曲轴的模态频率比四缸离合式 CVT曲轴的模态频率多出了一阶，且多出的一阶模态频率比原有的模态频率都要低。为了研究曲轴在该频率下曲轴扭振特性的变化情况，利用有限元技术对等效后的CVT结构进行了验证，为下面的计算作准备。②对于CVT刚性联接四缸发动机曲轴将使曲轴的模态频率多出一阶的情况，首先对四缸离合式CVT曲轴的扭振参数进行了求解计算，了解了四缸离合式CVT曲轴的扭振参数，并与实验数据进行了对比，保证了模型的准确性。然后利用等效的CVT结构结合四缸分离式CVT曲轴模型对四缸刚性联接式CVT曲轴进行了建模和计算，了解到了四缸刚性联接式CVT曲轴的扭振参数特点。与四缸分离式CVT曲轴相比较，发现CVT端的扭振振幅和剪切应力较大。③针对上述问题，对单缸发动机采用刚性联接CVT以及离合式CVT曲轴的扭振参数进行了计算分析，了解到了单缸发动机曲轴扭振参数特点。通过对比分析，发现单缸发动机曲轴的扭振参数比四缸发动机曲轴的扭振参数要低很多，且单缸发动机曲轴没有出现如四缸发动机曲轴CVT端扭振幅值和剪切应力较大的问题。故四缸发动机曲轴上采用刚性联接CVT结构需要做进一步的优化和验证。

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1 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 国内外研究发展状况

1.3 论文研究的主要内容

2 四缸发动机曲轴有限元扭振模态参数分析

2.1 引言

2.2 有限元分析前处理

2.3 曲轴扭振模态参数分析

2.4 CVT结构当量简化

2.5 本章总结

3 曲轴扭振振动理论基础

3.1 引言

3.2 发动机曲轴系的组成和工作原理

3.3 曲轴扭振的研究方法

3.4 曲轴系扭振计算理论分析

3.5 本章总结

4 四缸发动机曲轴扭振参数分析

4.1 引言

4.2 发动机基本参数

4.3 四缸离合式CVT曲轴扭振参数分析

4.4 四缸刚性联接CVT曲轴扭振参数分析

4.5 本章总结

5 单缸发动机曲轴扭振参数分析

5.1 引言

5.2 单缸发动机曲轴扭转振动分析

5.3 综合对比分析

5.4 本章总结

6 全文总结

6.1 本文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献